本文分析了使用管理设计师要求不确定性的股票弹簧选择工具的优势。首先,描述了手动搜索及其主要缺点。然后,提出了计算机辅助弹簧选择工具,该工具执行所有必要的计算,以从数据库中提取最合适的弹簧。该算法使用多标准分析和模糊逻辑分析了具有间隔值的数据集。列出了两个示例,分别进行了手册和辅助搜索。他们不仅显示了使用辅助搜索的结果明显更好,而且还可以帮助设计师轻松,精确地详细说明其规格,从而提高设计过程的灵活性。
translated by 谷歌翻译
TBM操作参数的决策对TBM安全有效的结构具有重要的指导意义,并且它一直是TBM隧道领域的研究热点之一。为此,本文将破坏性规则引入机器学习方法中,并以高度准确性建立了由物理规则和数据挖掘的岩石映射双驱动。此双驱动映射随后用作目标函数和约束,以构建针对TBM操作参数的决策方法。通过搜索每分钟的革命和对应于限制的目标函数极值的渗透,可以获得最佳的操作参数。该方法在中国杭州的第二个水源通道领域进行了验证,导致平均渗透率增加了11.3%,总成本下降了10.0%,这证明了已发达决策的实用性和有效性模型。
translated by 谷歌翻译
在过去的几十年中,经典的车辆路由问题(VRP),即为车辆分配一组订单并规划他们的路线已经被密集研究。仅作为车辆的订单分配和他们的路线已经是一个NP完整的问题,因此在实践中的应用通常无法考虑在现实世界应用中应用的约束和限制,所谓的富VRP所谓的富VRP(RVRP)并且仅限于单一方面。在这项工作中,我们融入了主要的相关真实限制和要求。我们提出了一种两级策略和时间线窗口和暂停时间的时间线算法,并将遗传算法(GA)和蚁群优化(ACO)单独应用于问题以找到最佳解决方案。我们对四种不同问题实例的评估,针对四个最先进的算法表明,我们的方法在合理的时间内处理所有给定的约束。
translated by 谷歌翻译
具有高级别规格的自治系统的运动规划具有广泛的应用。然而,涉及定时时间逻辑的正式语言的研究仍在调查中。此外,许多现有结果依赖于用户指定的任务在给定环境中可行的关键假设。当操作环境是动态和未知的挑战时,由于环境可以找到禁止,导致预先定时定时任务无法完全满足潜在冲突的任务。在考虑时间束缚要求时,这些问题变得更具挑战性。为了解决这些挑战,这项工作提出了一种控制框架,其考虑了强制限制来强制执行安全要求和软限制,以启用任务放松。使用度量间隔时间逻辑(MITL)规范来处理时间限制约束。通过构建轻松的定时产品自动机,在线运动规划策略与后退地平线控制器合成以产生政策,以减少优先顺序的降低方式实现多重目标1)正式保证了对硬安全限制的满足感; 2)主要满足软定时任务; 3)尽可能收集时变奖励。放松结构的另一个新颖性是考虑违反时间和任务的不可行情况。提供仿真结果以验证所提出的方法。
translated by 谷歌翻译
虽然在各种应用中广泛使用刚性机器人,但它们在他们可以执行的任务中受到限制,并且在密切的人机交互中可以保持不安全。另一方面,软机器鞋面超越了刚性机器人的能力,例如与工作环境,自由度,自由度,制造成本和与环境安全互动的兼容性。本文研究了纤维增强弹性机壳(释放)作为一种特定类型的软气动致动器的行为,可用于软装饰器。创建动态集参数模型以在各种操作条件下模拟单一免费的运动,并通知控制器的设计。所提出的PID控制器使用旋转角度来控制多项式函数之后的自由到限定的步进输入或轨迹的响应来控制末端执行器的方向。另外,采用有限元分析方法,包括释放的固有非线性材料特性,精确地评估释放的各种参数和配置。该工具还用于确定模块中多个释放的工作空间,这基本上是软机械臂的构建块。
translated by 谷歌翻译
Fuzzy logic has been proposed in previous studies for machine diagnosis, to overcome different drawbacks of the traditional diagnostic approaches used. Among these approaches Failure Mode and Effect Critical Analysis method(FMECA) attempts to identify potential modes and treat failures before they occur based on subjective expert judgments. Although several versions of fuzzy logic are used to improve FMECA or to replace it, since it is an extremely cost-intensive approach in terms of failure modes because it evaluates each one of them separately, these propositions have not explicitly focused on the combinatorial complexity nor justified the choice of membership functions in Fuzzy logic modeling. Within this context, we develop an optimization-based approach referred to Integrated Truth Table and Fuzzy Logic Model (ITTFLM) that smartly generates fuzzy logic rules using Truth Tables. The ITTFLM was tested on fan data collected in real-time from a plant machine. In the experiment, three types of membership functions (Triangular, Trapezoidal, and Gaussian) were used. The ITTFLM can generate outputs in 5ms, the results demonstrate that this model based on the Trapezoidal membership functions identifies the failure states with high accuracy, and its capability of dealing with large numbers of rules and thus meets the real-time constraints that usually impact user experience.
translated by 谷歌翻译
作为工业机器人的一般趋势,正在开发或重新设计的安全功能越来越多的安全功能,而不是通过安全继电器或互锁电路等物理硬件处理。这一趋势强化了补充基于传统,基于输入的测试和质量手术的重要性,这些测试和质量程序在今天广泛应用于行业,具有正式的验证和模型检查方法。为此,本文侧重于ABB工业涂料机器人中的代表性安全关键系统,即高压静电控制系统(HVC)。 HVC产生的高压的实际收敛性,对于安全操作必不可少,使用新颖的和一般共同验证框架正式验证,其中硬件和软件模型通过平台映射相关。这种方法使得具有高度多样化和专业的工具的务实组合。本文的主要贡献包括有关如何在工具之间传输硬件抽象和验证结果的详细信息,以便验证系统级安全性。值得注意的是,本文中考虑的HVC应用程序具有相当通用的反馈控制器形式。因此,这里报告的共同验证框架和经验对跟踪设定值引用的任何网络物理系统也非常相关。
translated by 谷歌翻译
机器学习(ML)为生物处理工程的发展做出了重大贡献,但其应用仍然有限,阻碍了生物过程自动化的巨大潜力。用于模型构建自动化的ML可以看作是引入另一种抽象水平的一种方式,将专家的人类集中在生物过程开发的最认知任务中。首先,概率编程用于预测模型的自动构建。其次,机器学习会通过计划实验来测试假设并进行调查以收集信息性数据来自动评估替代决策,以收集基于模型预测不确定性的模型选择的信息数据。这篇评论提供了有关生物处理开发中基于ML的自动化的全面概述。一方面,生物技术和生物工程社区应意识到现有ML解决方案在生物技术和生物制药中的应用的限制。另一方面,必须确定缺失的链接,以使ML和人工智能(AI)解决方案轻松实施在有价值的生物社区解决方案中。我们总结了几个重要的生物处理系统的ML实施,并提出了两个至关重要的挑战,这些挑战仍然是生物技术自动化的瓶颈,并减少了生物技术开发的不确定性。没有一个合适的程序;但是,这项综述应有助于确定结合生物技术和ML领域的潜在自动化。
translated by 谷歌翻译
Drones have shown to be useful aerial vehicles for unmanned transport missions such as food and medical supply delivery. This can be leveraged to deliver life-saving nutrition and medicine for people in emergency situations. However, commercial drones can generally only carry 10 % - 30 % of their own mass as payload, which limits the amount of food delivery in a single flight. One novel solution to noticeably increase the food-carrying ratio of a drone, is recreating some structures of a drone, such as the wings, with edible materials. We thus propose a drone, which is no longer only a food transporting aircraft, but itself is partially edible, increasing its food-carrying mass ratio to 50 %, owing to its edible wings. Furthermore, should the edible drone be left behind in the environment after performing its task in an emergency situation, it will be more biodegradable than its non-edible counterpart, leaving less waste in the environment. Here we describe the choice of materials and scalable design of edible wings, and validate the method in a flight-capable prototype that can provide 300 kcal and carry a payload of 80 g of water.
translated by 谷歌翻译
培训和测试监督对象检测模型需要大量带有地面真相标签的图像。标签定义图像中的对象类及其位置,形状以及可能的其他信息,例如姿势。即使存在人力,标签过程也非常耗时。我们引入了一个新的标签工具,用于2D图像以及3D三角网格:3D标记工具(3DLT)。这是一个独立的,功能丰富和跨平台软件,不需要安装,并且可以在Windows,MacOS和基于Linux的发行版上运行。我们不再像当前工具那样在每个图像上分别标记相同的对象,而是使用深度信息从上述图像重建三角形网格,并仅在上述网格上标记一次对象。我们使用注册来简化3D标记,离群值检测来改进2D边界框的计算和表面重建,以将标记可能性扩展到大点云。我们的工具经过最先进的方法测试,并且在保持准确性和易用性的同时,它极大地超过了它们。
translated by 谷歌翻译
背景信息:在过去几年中,机器学习(ML)一直是许多创新的核心。然而,包括在所谓的“安全关键”系统中,例如汽车或航空的系统已经被证明是非常具有挑战性的,因为ML的范式转变为ML带来完全改变传统认证方法。目的:本文旨在阐明与ML为基础的安全关键系统认证有关的挑战,以及文献中提出的解决方案,以解决它们,回答问题的问题如何证明基于机器学习的安全关键系统?'方法:我们开展2015年至2020年至2020年之间发布的研究论文的系统文献综述(SLR),涵盖了与ML系统认证有关的主题。总共确定了217篇论文涵盖了主题,被认为是ML认证的主要支柱:鲁棒性,不确定性,解释性,验证,安全强化学习和直接认证。我们分析了每个子场的主要趋势和问题,并提取了提取的论文的总结。结果:单反结果突出了社区对该主题的热情,以及在数据集和模型类型方面缺乏多样性。它还强调需要进一步发展学术界和行业之间的联系,以加深域名研究。最后,它还说明了必须在上面提到的主要支柱之间建立连接的必要性,这些主要柱主要主要研究。结论:我们强调了目前部署的努力,以实现ML基于ML的软件系统,并讨论了一些未来的研究方向。
translated by 谷歌翻译
天然气管道中的泄漏检测是石油和天然气行业的一个重要且持续的问题。这尤其重要,因为管道是运输天然气的最常见方法。这项研究旨在研究数据驱动的智能模型使用基本操作参数检测天然气管道的小泄漏的能力,然后使用现有的性能指标比较智能模型。该项目应用观察者设计技术,使用回归分类层次模型来检测天然气管道中的泄漏,其中智能模型充当回归器,并且修改后的逻辑回归模型充当分类器。该项目使用四个星期的管道数据流研究了五个智能模型(梯度提升,决策树,随机森林,支持向量机和人工神经网络)。结果表明,虽然支持向量机和人工神经网络比其他网络更好,但由于其内部复杂性和所使用的数据量,它们并未提供最佳的泄漏检测结果。随机森林和决策树模型是最敏感的,因为它们可以在大约2小时内检测到标称流量的0.1%的泄漏。所有智能模型在测试阶段中具有高可靠性,错误警报率为零。将所有智能模型泄漏检测的平均时间与文献中的实时短暂模型进行了比较。结果表明,智能模型在泄漏检测问题中的表现相对较好。该结果表明,可以与实时瞬态模型一起使用智能模型,以显着改善泄漏检测结果。
translated by 谷歌翻译
近年来,生成设计技术已在许多应用领域,尤其是在工程领域中牢固地建立。这些方法证明了由于前景有希望的增长。但是,现有方法受到考虑的问题的特异性受到限制。此外,它们不提供所需的灵活性。在本文中,我们为任意生成设计问题制定了一般方法,并提出了名为Gefest(编码结构的生成进化)的新颖框架。开发的方法基于三个一般原则:采样,估计和优化。这样可以确保方法调整特定生成设计问题的方法的自由度,因此可以构建最合适的方法。进行了一系列实验研究,以确认Gefest框架的有效性。它涉及合成和现实情况(沿海工程,微流体,热力学和油田计划)。 Gefest的柔性结构使得获得超过基线溶液的结果。
translated by 谷歌翻译
决定何时购买或出售股票并不是一件容易的事,因为市场难以预测,受到政治和经济因素的影响。因此,基于计算智能的方法已应用于这个具有挑战性的问题。在这项工作中,每天使用技术分析标准以相似性(TOPSIS)的相似性(TOPSIS)对订单偏好进行排名,并选择最合适的股票进行购买。即便如此,在某些日子甚至Topsis都会选择不正确的选择。为了改善选择,应使用另一种方法。因此,提出了由经验模式分解(EMD)和极端学习机(ELM)组成的混合模型。 EMD将系列分解为几个子系列,因此提取了主要组分(趋势)。该组件由ELM处理,该组件执行下一个组件元素的预测。如果榆树预测的价值大于最后一个值,则确认购买股票的价值。该方法应用于巴西市场的50个股票的宇宙。与随机选择和Bovespa指数产生的回报相比,Topsis进行的选择显示出令人鼓舞的结果。使用EMD-ELM混合动力模型的确认能够增加利润交易的百分比。
translated by 谷歌翻译
长期以来,科学家一直旨在发现有意义的公式,以准确描述实验数据。一种常见的方法是使用域知识手动创建自然现象的数学模型,然后将这些模型拟合到数据。相比之下,机器学习算法在消耗大量数据的同时可以自动化准确的数据驱动模型的构建。在文献中探讨了对学习模型的功能形式(例如,非负)的逻辑约束的问题。但是,寻找与一般背景知识一致的模型是一个开放的问题。我们开发了一种将逻辑推理与符号回归相结合的方法,从而实现了自然现象模型的原则推导。我们演示了这些概念,用于开普勒的第三个行星运动定律,爱因斯坦的相对论时间稀释定律以及兰穆尔的吸附理论,在每种情况下都会将实验数据与背景理论自动连接起来。我们表明,使用形式的逻辑推理将正确的公式与一组合理公式区分开时,可以从几个数据点发现法律,这些公式在数据上具有相似的错误。推理与机器学习的结合提供了对自然现象的关键方面的可概括见解。我们设想,这种组合将使能够发现基本科学定律,并认为我们的工作是自动化科学方法的关键第一步。
translated by 谷歌翻译
航空基站(ABS)允许智能农场从物联网(IoT)设备的ABS卸载复杂任务的处理责任。 IoT设备的能源和计算资源有限,因此需要为需要ABS支持的系统提供高级解决方案。本文介绍了一种新型的基于多进取的风险敏感的增强学习方法,用于用于智能农业的ABS任务计划。该问题被定义为任务卸载,并在其截止日期之前完成IoT任务的严格条件。此外,该算法还必须考虑ABS的能量能力有限。结果表明,我们提出的方法的表现优于几种启发式方法和经典的Q学习方法。此外,我们提供了混合整数线性编程解决方案,以确定性能的下限,并阐明我们的风险敏感解决方案与最佳解决方案之间的差距。比较证明了我们的广泛仿真结果表明,我们的方法是一种有前途的方法,可以为智能农场中的物联网任务提供保证的任务处理服务,同时增加了该农场中ABS的悬停时间。
translated by 谷歌翻译
为了执行机器人操纵任务,核心问题是确定满足任务要求的合适轨迹。存在各种计算此类轨迹的方法,是学习和优化主要驾驶技术。我们的作品建立在从示范中学习(LFD)范式的基础上,专家展示了动作,机器人学会了模仿它们。但是,专家演示不足以捕获各种任务规格,例如掌握对象的时间。在本文中,我们提出了一种新方法,以考虑LFD技能中的正式任务规格。确切地说,我们利用了系统的时间属性的一种表达形式信号时间逻辑(STL),以制定任务规格并使用黑盒优化(BBO)来相应地调整LFD技能。我们使用多个任务展示了我们的方法如何使用STL和BBO来解决LFD限制。
translated by 谷歌翻译
网络物理系统(CPSS)通常是复杂且至关重要的;因此,确保系统的要求,即规格,很难满足。基于仿真的CPS伪造是一种实用的测试方法,可用于通过仅要求模拟正在测试的系统来提高对系统正确性的信心。由于每个仿真通常在计算上进行密集,因此一个重要的步骤是减少伪造规范所需的仿真数量。我们研究贝叶斯优化(BO),一种样本效率的方法,它学习了一个替代模型,该模型描述了可能的输入信号的参数化与规范评估之间的关系。在本文中,我们改善了使用BO的伪造;首先采用两种突出的BO方法,一种适合本地替代模型,另一个适合当地的替代模型,利用了用户的先验知识。其次,本文介绍了伪造功能的采集函数的表述。基准评估显示,使用BO的局部替代模型来伪造以前难以伪造的基准示例的显着改善。在伪造过程中使用先验知识被证明是在模拟预算有限时特别重要的。对于某些基准问题,采集功能的选择清楚地影响了成功伪造所需的模拟数量。
translated by 谷歌翻译
讨论了与科学,工程,建筑和人为因素相关的月球表面上的运输设施问题。未来十年制造的后勤决策可能对财务成功至关重要。除了概述一些问题及其与数学和计算的关系外,本文还为决策者,科学家和工程师提供了有用的资源。
translated by 谷歌翻译
CS中的主要出版物场所进行的同行评审会议务必依赖每篇论文的高素质审阅者。由于这些会议的规模越来越大,它们的工作时间表以及最近明显不诚实的行为激增,现在没有其他选择以自动化的方式进行这种匹配。本文研究了一种新颖的审阅者纸匹配方法,该方法最近在第35届AAAI人工智能会议(AAAI 2021)中部署,此后已被包括ICML 2022,AAAAI 2022和IJCAI 2022的其他会议(全部或部分)采用(完全或部分) 。该方法具有三个主要元素:(1)收集和处理输入数据以识别有问题的匹配并生成审阅者纸得分; (2)制定和解决优化问题,以找到良好的审阅者纸匹配; (3)两阶段的审查过程,将审查资源从可能被拒绝的论文转移到更接近决策界的文件。本文还根据对真实数据的大量事后分析进行了对这些创新的评估,包括与AAAI先前(2020年)迭代中使用的匹配算法进行比较 - 并通过其他数值实验对此进行了补充。
translated by 谷歌翻译